科技猎5G毫米波，凭何上风口？
5G毫米波，凭何上风口？
紫金山科技
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高处的景色总是更美，但高处也往往不胜寒。
图片来源@视觉中国
文 | 紫金山科技
仿佛是一夜之间，国内对5G的热议开始频频和毫米波挂上了勾。
6天前，上海举办了巴塞罗那连着两年都没能办成的移动世界大会，且有一个和往年5G主题最不同的新话题吸引了不少人关注，即处处可见的毫米波。
很多ICT知名大厂展台都开放了5G毫米波演示专区，人们排着队体验这个新概念究竟有何不同。
那么，毫米波对5G来说到底意味着什么？
2021年，它的风口来了吗？
毫米波是5G刚需吗？
在全球5G的高歌猛进下，中美5G在不同路子上一直进行着无形中的竞争力博弈。
但其实在建网和应用上，围绕5G毫米波，无论中国还是美国，都有着躲不开的头疼问题。
在中国，截至2020年底三大运营商突飞猛进建设并开通了71万个5G基站，因普遍建在6GHz以下的中低频段，尽管相对6GHz以上的高频段有覆盖半径更大的优势，但理想的5G速率和容量却一直未能突破。
5G各类PPT里不断提到的高清视频、VR/AR、V2X自动驾驶、工业自动化、智能物联网等代表着高容量、高速率、低时延的典型业务，没有高频段的大容量基本玩不转。（毕竟毫米波拥有的是从24GHz到100GHz范围内的非常大的带宽，比当前3G/4G使用的带宽多25倍，且可以真正实现低时延。）
但5G建设初期，毫米波的建设和应用难度大，问题多。据称，国内最大运营商曾联手多家企业和研究所投入了不菲的资金用于毫米波天线的研发，几年下来对达标情况很不满意，所需的很多各种功率器件仍依赖进口。
而令美国头疼的问题是，像中国这样适合大范围覆盖的5G中低频段在美国大部分已被军方通讯所用，所以美国运营商一开始走的5G路线就是毫米波这样的高频段路线。
5年前，美国运营商Verzion联手一众通讯设备商、芯片商成立了一个5G技术论坛（5GTF），就是为了打造一个基于毫米波的无线家庭宽带业务，先从代替光纤入户的家都入手，局部实现5G。
但现实中，毫米波网络的覆盖和信号传统成为一个大问题，理论上300米实际上190米的覆盖距离不仅意味着单个基站覆盖能力弱，且建筑物的阻挡、降雨降雪也都对其信号传输带来不小的影响。
所以，在数月前一场关于5G毫米波的高峰论坛上，GSMA大中华区技术总经理刘鸿直言，5G毫米波和中低频互相配合、互相补充，才是实现5G完整和最优用户体验的关键。“也是能否实现5G最初的全部承诺，达成5G最初的全部愿景关键所在。”
更具体一些，什么是对毫米波非常适合的场景？高通中国区研发负责人曾举过一个例子：在人山人海的地铁站，如果每个人都使用手机网络速度会很慢，如果把5G NR毫米波天线和Wi-Fi接入点共址，将Wi-Fi基站变成毫米波基站，就能够在28GHz频段上，显著改善这种情况，甚至还能实现数千兆速率的用户体验，实测中5G下行突发速率已经达到4.6Gbps。
这意味着在地铁站这类人流非常多的场景下部署毫米波，不仅能改变以往明明有信号上网却特别卡的情况，人人都能连上5G，还都能特别快。
高通和39家企业于上海MWC展出的毫米波终端
那为何时至2021年初，毫米波才突然热了起来？
除了产业链各环节对毫米波应用的大力推动，还有很大的需求来自于工业、文娱等场景对“真5G能力”的强烈需求。
例如，明年冬奥会的滑雪场上都将部署5G毫米波传感器以及5G基站，届时将为观众提供自由视角的直播和观赛体验。这也是继2018年韩国平昌冬奥会之后，更突出5G新体验的一次5G+赛事。
国家越野滑雪中心已开展5G毫米波实验
毫米波为何频频青睐奥运会？
上周的MWC上海展上，和冰雪主题一起亮相的毫米波应用，包括由联通、高通、华为、OPPO、爱立信、上海贝尔、紫金山实验室等各方参与演示的5G毫米波客户前置设备（CPE）速率、5G+AR雪景拍照、5G混合现实智慧雪场、5G自由视角/多视角赛事直播、360度全景高帧率视频传输等应用，把“毫米波在奥运会上能干嘛”提前“剧透”给了现场观众。
据中国联通的工作人员称，在奥运会赛场布置的5G既有中低频网络也有5G毫米波传感器。基于毫米波更高的传输速度和更低时延网络，一方面可以明显降低延时，观众看到的5G实时直播画面几乎和比赛是同步进行的；另一方面由于毫米波频段受到的干扰更少、容量更高，可以极大提升智能终端间互联互通的效率。”
上海MWC展会上的毫米波+冰雪运动体验
基于一个毫米波网络，高清直播摄像机和运动员头盔实时拍摄上传的多角度画面，用户可以同步看到多视角甚至360度自由视角的赛事直播，还可以放大画面细节。
其实这不是毫米波第一次在赛事上亮相，3年前韩国的平昌冬奥会上已经有5G毫米波技术试验效果，当时的多机位同传、VR等业务据悉传输速率均超过了1Gbps。
但当时，平昌冬奥会期间5G标准化还没有完全完成，网络和终端设备也仍处于技术实验阶段，那么2022年北京冬奥会在5G的体验上是否能上一个大台阶？以及还有哪些挑战？
对此，Strategy Analytics研究总监杨光对紫金山科技表示，目前5G毫米波在网络、终端、芯片等核心设备环节已经基本成熟，至2022年冬奥会期间，其技术能力肯定会全面超越4年前的状态。另一方面，能够反映5G特色的业务应用，如VR、AR、实时高清流媒体以及高精度定位等应用的成熟度也都比4年前有了长足进步，相信会为观众、运动员、教练员、裁判和赛事组织方带来全新的体验。
不过，虽然毫米波5G的设备和应用的成熟度都较2018年有了显著进步，但2022冬奥会毕竟是毫米波5G在国内的首次规模部署，尤其考虑到冬奥场馆的环境复杂、数据流量密度大等特点，都会对网络性能与可靠性提出更高要求，需要相关参与方提早准备并不断完善部署方案。
“更重要的是，为了能够充分展现和发挥毫米波5G的能力，就需要有足够的毫米波5G终端渗透率，这就更需要提早准备，加快毫米波5G终端的上市速度。”
产业链的理想与现实
如同很多产业链一样，终端的成熟度，也是决定5G毫米波真正获得发展的关键一环。
包括终端在内，中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌认为，5G毫米波在现实应用上，还面临着5个不小的挑战。
一是在产业链成熟度上，毫米波产业链的成熟度和毫米波相对于其他频段（比如Sub 6G）的技术优势将直接影响毫米波的部署场景和部署规模。
其次，是组网能力还需进一步验证，也建议产业链着重验证独立组网（SA）方式下高低频混合组网的功能、性能，确定组网方案来满足业务需求。
而且，毫米波设备体系还不健全，截至2020年底一体化微RRU设备还未出现，尚无法满足运营商多样化场景需求。
另外，业务前景也不明确：除了冬奥会等典型场景，其他适合毫米波的业务领域和场景还需要进一步细化，明确2B场景的整体技术方案和商用模式。同时，他也建议结合AI、MEC、大上行传输等技术对毫米波的业务能力进行扩展。
最后一个，和其他移动通信技术类似，是频谱发放对毫米波部署节奏和规模的影响。
“总体来看，毫米波全球产业链已具备商用能力，而设备功能和性能有待提高，终端能力有待提高。”
赛道上的中国角色
鉴于美国、韩国已经提前数年在毫米波网络和应用上开始部署，网络上也有一些声音在议论，“目前相对于美国和韩国在毫米波上的领先，中国是否还是落后的？”
对此，杨光解释：在系统和终端的整机层面，其实中国厂商的技术能力应该与国际竞争对手处于同一水平线上；在网络的部署运营方面，虽然部分国外运营商起步较早，但实际的规模部署还是比较有限，所以中外运营商在毫米波网络运营能力方面应该并不存在显著差距。
“但在芯片与核心元器件方面，国内产业链尚不完备，技术水平和供应能力与国际领先供应商相比，可能还存在一定的差距，这可能会使整机厂商和运营商在供应链方面面临一定的不确定性。”
无疑，在5G网络规模和应用试点上，中国一直跑在全球前列。
但在毫米波的赛道上，中国并不是跑得很快的那一个。
同时，杨光也提到，目前毫米波5G在国际市场上的应用主要集中于固定无线接入、热点覆盖和行业应用等方面。
在最近的美式橄榄球超级碗比赛中，三大美国运营商均在比赛场馆中部署了毫米波5G系统，比赛现场实测数据速率都突破了1Gbps。
在韩国，监管机构意图利用毫米波5G着力发展工业互联网应用，不但向韩国三大运营商各发放了800MHz的毫米波频谱，还在毫米波频段为行业专网保留了600MHz的频谱资源，供行业用户自行部署专用5G网络，以推动5G工业互联网的发展。
显然，在国内参与5G毫米波产业的各方，也在等着相关频谱政策的出炉。
那么，2022冬奥会之前，毫米波的这股劲风，能在更多场景实现落地吗？
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